-
Bezugnahme auf betroffene Anmeldung
-
Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-086549 , welche am 5. April 2012 angemeldet wurde, deren Inhalte hier durch eine Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit einbezogen werden.
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wärmequellenkühlvorrichtung, bei welcher Wärme, die durch eine Wärmequelle verursacht wird, welche eine Energie für ein Fahren eines Fahrzeugs bereitstellt, an einem Kühler, durch ein Kühlmittel abgestrahlt wird. Die Wärmequellenkühlvorrichtung weist eine elektrische Kühlmittelpumpe für ein Zirkulierenlassen des Kühlmittels auf. Die vorliegende Erfindung bezieht sich noch genauer auf eine Wärmequellenkühlvorrichtung für ein Fahrzeug, wie zum Beispiel ein Brennstoffzellenfahrzeug und ein Hybridfahrzeug, bei welchem ein Erzeuger einer Antriebsenergie, welcher mit einer Brennstoffzelle versehen ist, oder ein Motor von dem Hybridfahrzeug während einem Fahren des Fahrzeugs gestoppt werden kann.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Auf konventionelle Art und Weise gibt es, wie es in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, eine hinlänglich bekannte Technik, bei welcher Motorkühlwasser kontinuierlich in einem Turbo (d. h. einem Super-Lader) zirkulieren gelassen wird, nachdem ein Fahrzeug gestoppt wird, so dass ein Lager des Turbos daran gehindert wird, festgesetzt zu werden, bei einer leeren Haltezeit (engl. dead soak), welche ein Zustand ist, in welchem ein Fahrzeug plötzlich gestoppt wird und der Motor als einem Erzeuger für eine Antriebsenergie nach einem Drehen bei einer hohen Drehzahl gestoppt wird.
-
Stand der Technik-Dokument
-
- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Gebrauchsmusteranmeldung, Veröffentlichungsnummer S61-132477
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Eine bekannte Kühlmittelpumpe, wie zum Beispiel eine mechanische Kühlmittelpumpe oder eine elektrische Kühlmittelpumpe, stoppt ein Zirkulierenlassen des Kühlmittels, wenn das Fahrzeug gestoppt wird und wenn der Motor stoppt. Das heißt, wenn der Motor stoppt wird die Kühlmittelpumpe unabhängig davon gestoppt, ob eine Kühlmitteltemperatur eine vorherbestimmte Temperatur überschreitet oder nicht. Wenn sich das Fahrzeug bewegt, wird die Kühlmittelpumpe nicht gestoppt, da der Motor sich in einem Betriebszustand befindet.
-
Auf der anderen Seite ist in den letzten Jahren eine Wärmequelle, welche Energie für ein Fahren eines Fahrzeugs bereitstellt, gefordert, fähig zu sein zu einem stärkerem Einsparen von Kraftstoff als eine konventionelle Wärmequelle. Zum Beispiel wurden verschiedene Modifikationen für Fahrzeuge hergestellt, wie zum Beispiel ein Brennstoffzellenfahrzeug und ein Fahrzeug, bei welchem ein Motor automatisch stoppt oder startet, um Energie einzusparen, um selbst in einem Betriebszustand Energie einzusparen. Wenn jedoch eine Kühlleistung für ein Kühlen der Wärmequelle unstabil ist, kann der kraftstoffsparende Betrieb der Wärmequelle schädliche Auswirkungen aufweisen.
-
Noch genauer steigt in einem Fall des Brennstoffzellenfahrzeugs eine Kühlmitteltemperatur an und erreicht bis zu 95°C während das Brennstoffzellenfahrzeug einen Berg hinauffährt. Wenn eine Kraftstoffzufuhr zu einer Brennstoffzelle, ein elektrischer Lüfter (d. h. ein Kühlerlüfter) eines Kühlers und eine Kühlmittelpumpe in einen Haltezustand gesetzt werden, steigt unverzüglich danach die Kühlmitteltemperatur an, dann gibt es eine Befürchtung, dass eine Effizienz der Leistungserzeugung, welche durch einen Brennstoffzellenstapel ausgeführt wird, in dem Zeitpunkt eines Neustartens des Brennstoffzellenfahrzeugs abnimmt.
-
Des Weiteren kann ein Erzeuger einer Antriebsenergie, welcher mit einer Brennstoffzelle versehen ist oder ein Erzeuger einer Antriebsenergie, welcher mit einem Motor eines Hybridfahrzeugs versehen ist, gestoppt werden, selbst während das Fahrzeug am Fahren ist. In diesem Fall gibt es eine Befürchtung, dass die Effizienz der Leistungserzeugung, welche durch den Brennstoffzellenstapel ausgeführt wird, und eine Betriebseffizienz des Motors in dem Zeitpunkt eines Wiederstartens der Brennstoffzelle und des Motors verringert sind. Der Grund dieser Befürchtung wird in einer Kavitation begründet, wie es nachher beschrieben ist.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wärmequellenkühlvorrichtung bereitzustellen, mit welcher ein Auftreten einer Kavitation in einer Kühlmittelpumpe unterbunden wird, wenn ein Erzeuger einer Antriebsenergie, welcher in einem Fahrzeug vorgesehen ist, welches sich durch eine Energie bewegt, welche durch den Erzeuger einer Antriebsenergie erzeugt wird, wiedergestartet wird, nachdem der Erzeuger einer Antriebsenergie gestoppt wird oder nach einem Abschaltvorgang.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Wärmequellenkühlvorrichtung auf: eine elektrische Kühlmittelpumpe; eine Wärmequelle, welche durch ein Kühlmittel gekühlt wird, das durch die Kühlmittelpumpe ausgelassen wird, und welche als ein Erzeuger einer Antriebsenergie verwendet wird, welcher eine Energie für ein Fahren eines Fahrzeugs erzeugt; einen Kühler, in welchem Kühlmittel, welches an der Wärmequelle aufgeheizt wird, Wärme abstrahlt; einen Kühlmittelkreislauf, durch welchen die Kühlmittelpumpe, die Wärmequelle und der Kühler ringförmig verbunden sind; einen Reservetank, welcher das Kühlmittel darin von dem Kühlmittelkreislauf aufnimmt oder das Kühlmittel an den Kühlmittelkreislauf ausgibt; und ein Reservetankeinlassventil, welches eine Einströmung des Kühlmittels in den Reservetank und einen Ausfluss des Kühlmittels von dem Reservetank steuert. Das Reservetankeinlassventil ist zwischen einer Saugseite der Kühlmittelpumpe und einer Position in dem Kühlmittelkreislauf angeordnet, an welcher ein Druck von dem Kühlmittel ein Zwischenwert zwischen einem Auslassdruck der Kühlmittelpumpe und einem Saugdruck der Kühlmittelpumpe während einem Betrieb der Kühlmittelpumpe ist. Die Wärmequellenkühlvorrichtung weist des Weiteren einen Fortsetzungsteil eines Kühlmittelpumpenbetriebs auf, welcher die Kühlmittelpumpe dazu bringt, fortgesetzt betrieben zu werden, bis eine Temperatur des Kühlmittels sich reduziert, um niedriger zu sein als oder gleich zu sein wie eine vorherbestimmte Temperatur, wenn die Wärmequelle gestoppt wird oder wenn sie bestimmt wird, gestoppt zu sein und wenn die Kühlmitteltemperatur die vorherbestimmte Temperatur überschreitet.
-
Dementsprechend kann Wärme, welche an der Wärmequelle erzeugt wird, durch ein Rotierenlassen der Kühlmittelpumpe in dem Kühler gekühlt werden. Das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf strömt in und von zwischen dem Kühlmittelkreislauf und dem Reservetank durch das Reservetankventil in Abhängigkeit von einem Druck des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf. Des Weiteren wird, obwohl eine Druckdifferenz zwischen einem Druck an der Auslassseite der Kühlmittelpumpe und einem Druck an einer Saugseite der Kühlmittelpumpe zunimmt, während die Drehzahl der Kühlmittelpumpe zunimmt, ein Druck des Kühlmittels, welcher durch das Einlassventil des Reservetanks gesteuert wird, niedriger gehalten als der Zwischendruck zwischen dem Druck der Auslassseite der Kühlmittelpumpe und dem Druck an der Saugseite der Kühlmittelpumpe. In einem Fall, dass die Wärmequelle gestoppt wird oder sie bestimmt wird, gestoppt zu sein und dass die Wärme, welche durch die Wärmequelle erzeugt wird, reduziert ist, kann die Kühlmittelpumpe dazu gebracht werden, fortgesetzt betrieben zu werden, derart, dass das Kühlmittel gekühlt wird bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur, wenn die Kühlmitteltemperatur die vorherbestimmte Temperatur überschreitet.
-
Die Kühlmitteltemperatur verringert sich dementsprechend während die Kühlmittelpumpe dazu gebracht wird, fortgesetzt betrieben zu sein, und das Kühlmittel kann an einem Strömen von dem Kühlmittelkreislauf in den Reservetank beschränkt werden. Ein Druck an dem Sauganschluss der Kühlmittelpumpe kann daher an einem Abnehmen in dem Zeitpunkt eines Neustartens von einer Leistungsfähigkeit des Erzeugers der Antriebsenergie und einer Leistungsfähigkeit der Kühlmittelpumpe gehindert werden und ein Auftreten einer Kavitation in der Kühlmittelpumpe kann beschränkt werden. Durch ein Beschränken des Auftretens der Kavitation kann die Wärmequelle auf stabile Art und Weise gekühlt werden und der Erzeuger einer Antriebsenergie kann mit einer hohen Effizienz laufen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Darstellung, welche eine Wärmequellenkühlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist ein Diagramm, welches eine Druckcharakteristik einer Kühlmittelpumpe zeigt, welche in der 1 gezeigt ist, und eine Variierung eines inneren Drucks an einem Reservetankeinlassventil, welches in der 1 gezeigt ist.
-
3 ist eine schematische Querschnittsansicht des Reservetankeinlassventils gemäß der ersten Ausführungsform.
-
4 ist ein Diagramm, welches eine Betriebscharakteristik des Reservetankeinlassventils gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
-
5 ist eine Darstellung, welche eine Wärmepumpenkühlvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt.
-
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Steuerung der Wärmequellenkühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
-
7 ist eine Darstellung zum Vergleichen eines Betriebs einer Wärmequellenkühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit einem Betrieb der Wärmequellenkühlvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel.
-
8 ist eine Leistungsabbildung, welche eine Leistung der Wärmequellenkühlvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel, welches in der 7 gezeigt ist, zeigt.
-
9 ist eine Leistungsabbildung, welche eine Leistung der Wärmequellenkühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
-
10 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Steuerung einer Wärmequellenkühlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
-
11 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Steuerung einer Wärmequellenkühlvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
-
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den Ausführungsformen kann ein Teil, welcher einem Umstand entspricht, welcher in einer vorherigen Ausführungsform beschrieben ist, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein und eine redundante Erläuterung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn lediglich ein Teil einer Konfiguration bei einer Ausführungsform beschrieben ist, kann eine andere vorherige Ausführungsform an die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt es gibt keinen Konflikt in der Kombination.
-
Erste Ausführungsform
-
Als erstes haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung verschiedene Experimente ausgeführt und herausgefunden, dass in einer Kühlmittelpumpe in dem Zeitpunkt eines Neustartens eines Brennstoffzellenfahrzeugs oder ähnlichem eine Kavitation verursacht wird und dass eine Effizienz einer Stromerzeugung oder ähnlichem von einem Brennstoffzellenstapel abnimmt, da eine Kühlmittelversorgung zu einer Brennstoffzelle aufgrund der Kavitation unstabil wird.
-
Eine Ursache von solch einer Befürchtung wird hier im Folgenden beschrieben werden. Eine elektrische Kühlmittelpumpe liefert ein Kühlmittel an einen Kühler (d. h. einem Radiator), derart, dass das Kühlmittel gekühlt wird. Wenn jedoch die Kavitation in der Kühlmittelpumpe verursacht wird, wird eine Auslassmenge des Kühlmittels turbulent werden und es wird für eine Wärmequelle unmöglich werden, mit einer hohen Effizienz betrieben zu werden. Die Kavitation wird durch ein Rotieren eines Laufrads der Kühlmittelpumpe bei einer hohen Drehzahl während ein Druck an einer Saugseite der Kühlmittelpumpe abnimmt, verursacht. Es ist vorzuziehen, einen Druck von einem Kältemittel hoch einzustellen, um so das Auftreten der Kavitation zu beschränken.
-
Der Kühler funktioniert, um die Wärmequelle daran zu hindern, überhitzt zu sein. Ein Kühlmittel zirkuliert in dem Kühler und kühlt die Wärmequelle, um eine Temperatur der Wärmequelle darin zu beschränken, eine vorherbestimmte Temperatur zu überschreiten. Im Allgemeinen weist ein Kühlmittel eine Eigenschaft auf, dass das Kühlmittel nicht bei 0°C einfriert, so dass das Kühlmittel als ein Antifrost-Fluid bezeichnet wird. Ein Siedepunkt des Kühlmittels liegt jedoch bei 100°C und ist von einem Siedepunkt von Wasser nicht verschieden.
-
Da die Wärmequelle in der Temperatur sehr hoch wird, wird das Kühlmittel zum Sieden gebracht und verdampft weg, wenn das Kühlmittel unter einer normalen Bedingung verwendet wird. Deshalb ist ein Kühlmittelkreislauf, welcher den Kühler umfasst, in gasdichter Art und Weise abgedichtet. Durch ein Abdichten eines Raums für das Kühlmittel in gasdichter Weise steigt ein Druck des Kühlmittels an, wenn das Kühlmittel aufgrund der Wärme von der Wärmequelle expandiert wird, da der Raum begrenzt ist. Als ein Ergebnis steigt der Siedepunkt an. Das heißt, das Kühlmittel wird nicht zum Sieden gebracht, wenn das Kühlmittel zu 100°C wird.
-
Eine der Komponenten zum Ausführen einer Druckeinstellung in dem Kühler ist ein Reservetankeinlassventil. Im Allgemeinen ist das Reservetankeinlassventil als ein Kühlerverschluss bekannt. Das Reservetankeinlassventil steuert eine Einströmung und einen Ausfluss des Kühlmittels im Verhältnis zu einem Reservetank.
-
Das Reservetankeinlassventil setzt das Kühlmittel derart unter Druck, dass das Kühlmittel nicht bei 100°C zum Sieden gebracht wird. Das Reservetankeinlassventil weist eine Feder an einer Rückseite des Reservetankeinlassventils auf, und die Feder setzt das Kühlmittel unter Druck durch ein starkes Drücken eines Ventilteils des Reservetankeinlassventils.
-
Wenn die Kühlmitteltemperatur ansteigt und wenn das Kühlmittel expandiert wird, wird, wie es im Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, das Reservetankeinlassventil, welches ein Druckventil und ein Vakuumventil aufweist, durch die Feder gedrückt während ein Kühlmitteldruck des Kühlmittels niedriger ist als ein vorherbestimmter Druck. Wenn der Kühlmitteldruck den vorherbestimmten Druck überschreitet, übersteigt ein Anpressdruck, welcher an die Feder von dem Kühlmittel angelegt wird, einen Anpressdruck, welcher an dem Ventilteil von der Feder angelegt wird. Dementsprechend strömt Kühlmittel in den Reservetank mit einem Volumen, welches einem Volumen von dem Kühlmittel entspricht, welches die Feder aufdrückt und expandiert.
-
Wenn das Kühlmittel zu einem gewissen Grad gekühlt wird, strömt das Kühlmittel in Richtung zu dem Kühler gerade für ein verringertes Volumen entsprechend zu einem Volumen von dem Kühlmittel, welches von dem Reservetank aufgrund eines negativen Drucks, welcher in dem Kühler verursacht wird, herausströmt. Dieser Vorgang wird permanent wiederholt, so dass ein innerer Druck in dem Kühler festgelegt wird und derart, dass der Kühler permanent mit dem Kühlmittel gefüllt gehalten wird.
-
Während einem Fahren des Fahrzeugs wird die Temperatur der Wärmequelle höher werden als eine Temperatur gerade nachdem eine Kraftstoffzufuhr zu der Wärmequelle gestoppt wird. Es ist dementsprechend empfehlenswert, für ein Herunterkühlen anzutreiben, nachdem die Wärmequelle kaum benutzt wird. Solch ein Herunterkühlen ist jedoch in einigen Umständen nicht realistisch.
-
Wenn der Ventilteil des Reservetankeinlassventils ausgewählt wird, den Kühlmitteldruck anzuheben, um einen höheren Siedepunkt aufzuweisen, wird das Kühlmittel weniger zum Sieden gebracht. Des Weiteren ist die Kavitation weniger wahrscheinlich, aufzutreten. Da eine Temperaturdifferenz zwischen der Kühlmitteltemperatur und einer Außentemperatur ansteigt während die Kühlmitteltemperatur ansteigt, wird des Weiteren eine Strahlungseffizienz verbessert.
-
Wenn jedoch der Kühlmitteldruck zu hoch wird, wird eine Last an einem Rohr oder ähnlichem angelegt, welche ein Kühlsystem ausbildet. Es ist daher nicht wünschenswert, den Kühlmitteldruck an dem Reservetankeinlassventil höher als notwendig einzustellen.
-
Das Reservetankeinlassventil ist somit angeordnet, um näher zu der Saugseite der Kühlmittelpumpe als einer Position in dem Kühlmittelkreislauf zu liegen, an welcher der Kühlmitteldruck, welcher durch das Reservetankeinlassventil gesteuert wird, ein Zwischendruck ist zwischen einem Auslassdruck der Kühlmittelpumpe und einem Saugdruck der Kühlmittelpumpe während eines Betriebs der Kühlmittelpumpe. Das Reservetankeinlassventil ist im Allgemeinen als ein Kühlerverschluss bzw. eine Kühlerkappe an dem Einlass des Kühlers angeordnet, welcher an der Saugseite der Kühlmittelpumpe angeordnet ist.
-
Der Kühlmitteldruck, welcher durch das Reservetankeinlassventil gesteuert wird, wird niedriger gehalten als der Zwischendruck zu einem gewissen Ausmaß durch ein Anordnen des Reservetankeinlassventils, näher zu der Saugseite von der Kühlmittelpumpe zu sein als die Position in dem Kühlmittelkreislauf, an welcher der Kühlmitteldruck, welcher durch das Reservetankeinlassventil gesteuert wird, der Zwischenwert zwischen dem Auslassdruck von der Kühlmittelpumpe und dem Saugdruck der Kühlmittelpumpe während dem Betrieb der Kühlmittelpumpe wird.
-
Wenn das Reservetankeinlassventil angeordnet ist, um näher zu einer Auslassseite von der Kühlmittelpumpe wie zum Beispiel einem Auslassanschluss der Kühlmittelpumpe, zu sein als die Position in dem Kühlmittelkreislauf, bei welcher der Kühlmitteldruck der Zwischenwert wird, wird ein Kühlmittel eines hohen Drucks direkt nachdem es durch die Kühlmittelpumpe unter Druck gesetzt wird, von der Kühlmittelpumpe ausgelassen.
-
Das Kühlmittel kann dementsprechend nicht bei einem erforderlichen hohen Druck gehalten werden.
-
Wenn des Weiteren das Reservetankeinlassventil um einen Sauganschluss der Kühlmittelpumpe herum angeordnet wird, wird das Kühlmittel, welches durch die Kühlmittelpumpe unter Druck gesetzt wird und im Druck herabgesetzt wird, in dem Kühlmittelkreislauf nicht in den Reservetank abgegeben. Dementsprechend wird, da ein innerer Druck in dem Kühlmittelkreislauf zu hoch wird, eine Abnormalität, zum Beispiel ein Schaden des Rohrs, aufgrund einer Kapazität, einem Druck zu widerstehen, verursacht.
-
In anderen Worten kann das Auftreten der Kavitation durch ein Anordnen des Reservetankeinlassventils derart eingeschränkt werden, dass ein Kühlmitteldruck um den Sauganschluss der Kühlmittelpumpe herum als ein Standarddruck eingestellt wird, um sich mit einem Verursachen der Kavitation auseinanderzusetzen. Auf solch eine Weise jedoch wird ein Zustand einer hohen Temperatur eines Kühlmittels verursacht, wenn die Kühlmittelpumpe das Kühlmittel zu einem großen Ausmaß unter Druck setzt und der Auslassdruck der Kühlmittelpumpe wird extrem hoch werden, wenn ein Druck in dem Kühlsystem zunimmt. Dementsprechend sind eine Druckwiderstandsfähigkeit des Rohres, in welchem das Kühlmittel strömt, Produkte für das Kühlsystem und ein zu kühlender Gegenstand erforderlich, verbessert zu sein. Die Kosten werden somit beträchtlich erhöht.
-
Daher wird, wenn die Position und eine Struktur des Reservetankeinlassventils derart geändert werden, dass das Kühlmittel einen hohen Druck erhält, eine Extra-Last auf das Rohr, eine Dichtung und ähnlichem auferlegt.
-
Im Folgenden wird hier eine Wärmequellenkühlvorrichtung, welche ein Auftreten einer Kavitation in dem Zeitpunkt eines Neustartens eines Erzeugers einer Antriebsenergie gerade nachdem der Erzeuger einer Antriebsenergie gestoppt wird, einschränkt, unter einer Bezugnahme auf die 1 bis 9 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
-
In der 1 ist eine Kühlmittelpumpe (d. h. eine Wasserpumpe oder ein W/P) 1 eine elektrische Pumpe und weist ein Laufrad auf, welches durch einen elektrischen Motor betrieben wird. Die elektrische Kühlmittelpumpe 1 wird durch eine nicht gezeigte elektrische Steuereinheit (d. h. einer ECU) derart gesteuert, dass eine Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 zunimmt, um eine Abstrahlungseffizienz sicherzustellen, wenn eine Kühlmitteltemperatur des Kühlmittels zunimmt.
-
Eine Brennstoffzelle (d. h. ein Brennstoffzellenstapel), welcher als ein Beispiel einer Wärmequelle 2 oder eines Erzeugers einer Antriebsenergie verwendet wird, und ein Brennstoffzellensensor 3 sind an einer Auslassseite der Kühlmittelpumpe 1 angeordnet. Die Wärmequelle 2 wird durch ein Kühlmittel gekühlt, welches in der Wärmequelle 2 zirkuliert. Die Wärmequelle 2 erzeugt eine Energie für ein Fahren eines Fahrzeugs.
-
Ein Temperatursensor in dem Brennstoffzellensensor 3 erfasst eine Kühlmitteltemperatur von einem Kühlmittel, welches durch die Wärmequelle 2 strömt. Ein drehendes Ventil, welches ein Schaltventil 4 ausbildet, schaltet zwischen einem Bypassdurchlass 5 und einem Abstrahlungsdurchlass 7, welcher durch einen Kühler (d. h. einem Radiator) 6 hindurchgeht. Ein Kühlmittel kann ebenso sowohl in dem Bypassdurchlass 5 als auch in dem Abstrahlungsdurchlass 7 mit einer vorherbestimmten Strömungsrate strömen in Abhängigkeit von einem Öffnungsgrad des Schaltventils 4. Da das Schaltventil 4 das Kühlmittel dazu bringen kann, lediglich in dem Bypassdurchlass 5, welcher den Kühler 6 umgeht, oder lediglich in dem Kühler 6 zu strömen, trägt das Schaltventil 4 zum Stabilisieren der Kühlmitteltemperatur bei.
-
Der Kühler 6 bringt das Kühlmittel, welches in der Wärmequelle 2 aufgeheizt wird, dazu, Wärme abzustrahlen. Ein Kühlmittelkreislauf 8 ist mit einem Rohr versehen, welches mindestens in ringförmiger Art und Weise eine Kühlmittelpumpe 1, die Wärmequelle 2 und den Kühler 6 verbindet. Ein Reservetank 9 wird derart verwendet, dass Kühlmittel einströmt oder herausströmt zwischen dem Reservetank 9 und dem Kühlmittelkreislauf 8. Der Kühler 6 weist einen Kühlerverschluss auf, welcher ein Reservetankeinlassventil 10 bereitstellt, das eine Einströmung in und einen Ausfluss von dem Reservetank 9 steuert.
-
Das Reservetankeinlassventil 10 ist an einer Position angeordnet, welche näher ist zu einer Saugseite der Kühlmittelpumpe 1 zu einem gewissen Ausmaß als einer Position in dem Kühlmittelkreislauf 8, an welcher ein Druck des Kühlmittels, welcher durch das Reservetankeinlassventil 10 gesteuert wird, ein Zwischenwert wird zwischen einem Auslassdruck der Kühlmittelpumpe und einem Druck an einem Saugteil der Kühlmittelpumpe während des Betriebs der Kühlmittelpumpe. Dieser Umstand wird unter einer Bezugnahme auf die 2 beschrieben werden.
-
Die 2 zeigt eine Druckcharakteristik der Kühlmittelpumpe 1, welche in der 1 gezeigt ist und einen inneren Druck des Reservetankeinlassventils 10, insbesondere eine Variierung eines inneren Drucks Pc in einem Verschluss des Kühlerverschlusses. Wie es in der 2 gezeigt ist, nimmt eine Druckdifferenz zwischen einem saugseitigen Druck Pin an dem Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 und eines Drucks Pout an dem Auslassteil der Kühlmittelpumpe zu, wenn die Drehzahl (d. h. eine Drehzahl der Wasserpumpe W/P) der Kühlmittelpumpe 1 (d. h. einer W/P-Pumpe 1) zunimmt. Eigenschaften Pc1, Pc2, Pc3 des inneren Drucks Pc bei dem hinlänglich bekannten Reservetankeinlassventil 10 werden derart eingestellt, dass der innere Druck Pc als die Eigenschaft Pc3 heruntergeht während die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 zunimmt.
-
Die 3 zeigt einen Kühlerverschluss 10, welcher mit dem Reservetankeinlassventil 10 versehen ist. Die 4 zeigt eine Betriebscharakteristik des Reservetankeinlassventils 10. Das Reservetankeinlassventil 10 weist eine Ventilfeder 12 und ein Druckventil 13 auf und ist an einem oberen Tank 14 eines Kühlers befestigt, wie es in der 3 gezeigt ist.
-
Ein Rohr 15 ist angeordnet, um mit dem Reservetank 9, der in der 1 gezeigt ist, in Kommunikation zu stehen. Der innere Druck des Verschlusses (d. h. der innere Druck) Pc ist ein Druck an einem Teil in dem Kühlmittelkreislauf 8, welcher am nächsten zu dem Reservetankeinlassventil 10 in einem Bereich des Kühlmittelkreislaufs 8 liegt, bei welchem der Druck durch das Reservetankeinlassventil 10 gesteuert wird, wie es in der 3 gezeigt ist.
-
Kühlmittel strömt von dem Reservetank 9 in den Kühlmittelkreislauf 8 durch das Rohr 15, wenn der innere Druck Pc ein Atmosphärendruck ist, in anderen Worten 0 KP (G) in der 4, aufgrund eines Betriebs der Ventilfeder 12 in dem Reservetankeinlassventil 10. Dieser Zustand ist durch einen Bereich RC1 in der 4 gezeigt.
-
Wenn der innere Druck Pc zunimmt und einen Bereich RC2, welcher in der 4 gezeigt ist, erreicht, wird eine Strömung von Kühlmittel zwischen dem Reservetank 9 und dem Kühlmittelkreislauf 8 durch das Rohr 15 abgeschaltet bzw. abgesperrt. Wenn der innere Druck Pc weiter zu einem Verschlussöffnungsdruck zunimmt und in einem Bereich RC3, welcher in der 4 gezeigt ist, liegt, strömt Kühlmittel durch das Rohr 15 von dem Kühlmittelkreislauf 8 zu dem Reservetank 9.
-
Wie es oben beschrieben ist, strömt das Kühlmittel wiederholt herein und heraus zwischen dem Reservetank 9 und dem Kühlmittelkreislauf 8. Da der Kühlmittelkreislauf 8 ein abgedichteter Raum ist, nimmt ein innerer Druck in dem Kühlmittelkreislauf 8 zu, wenn ein Kühlmittel von dem Reservetank 9 in den Kühlmittelkreislauf 8 strömt. Auf der anderen Seite sinkt der innere Druck in dem Kühlmittelkreislauf 8, wenn Kühlmittel in den Reservetank 9 strömt.
-
Wenn der innere Druck in dem Kühlmittelkreislauf 8 zunimmt, ist ein Teil des Kühlmittels vorhanden, bei welchem ein Kühlmitteldruck niedriger ist als ein gesättigter Dampfdruck aufgrund einer Rotation des Laufrads der Kühlmittelpumpe 1. Die Kavitation wird dementsprechend kaum auftreten. Das Reservetankeinlassventil 10 kann sodann ausgewählt werden, eine Charakteristik aufzuweisen, welche es dem Kühlmittel erleichtert, von dem Reservetank 9 zu dem Kühlmittelkreislauf 8 zu strömen, derart, dass das Auftreten der Kavitation beschränkt wird. In solch einem Fall kann der Öffnungsdruck des Verschlusses, der in der 4 gezeigt ist, derart erhöht werden, dass das Reservetankeinlassventil 10 eine Charakteristik aufweist, so dass Kühlmittel kaum von dem Kühlmittelkreislauf 8 zu dem Reservetank 9 strömt.
-
Im Ergebnis nimmt, obwohl der Kühlmittelkreislauf 8 unter Druck gesetzt ist, die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 zu, die Kühlmitteltemperatur nimmt zu und der innere Druck des Kühlmittelkreislaufs 8 wird extrem hoch werden, da Kühlmittel kaum von dem Kühlmittelkreislauf zu dem Reservetank 9 strömt. Im Ergebnis wird, wie es oben beschrieben ist, der innere Druck des Kühlmittelkreislaufs 8 zu hoch werden und die Abnormalität und zum Beispiel die Beschädigung des Rohres bzw. Schlauches, aufgrund einer Kapazität, dem Druck zu widerstehen, wird verursacht. Wenn das Reservetankeinlassventil 10 daher geschaltet wird, einen inneren Druck aufzuweisen, der höher ist als notwendig, wird eine Extra-Last auf das Rohr, eine Dichtung und ähnlichem auferlegt.
-
Wenn des Weiteren das Reservetankeinlassventil 10, welches die gleiche Charakteristik aufweist, verwendet wird, wird eine Druckvariierung in dem Kühlmittelkreislauf 8 in Abhängigkeit von einer Stelle eines Anbringens geändert, an welchem das Reservetankeinlassventil 10 angebracht wird. Im Allgemeinen ist das Reservetankeinlassventil 10 als der Kühlerverschluss an einer Ansaugseite des Kühlers 6 vorgesehen, welche stromabwärts von dem Schaltventil 4 angeordnet ist, wie es in der 1 gezeigt ist. Jedoch kann als ein extremes Beispiel, das in der 5 als ein Vergleichsbeispiel gezeigt ist, das Reservetankeinlassventil 10 nahe an dem Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 vorgesehen werden.
-
In der 5 ist ein Druck an dem Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 ein Wert nachdem ein Druck an dem Auslassanschluss aufgrund eines Druckverlustes abnimmt. Wenn somit das Reservetankeinlassventil 10 nahe zu dem Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 vorgesehen wird, wird der innere Druck Pc niedrig werden. Im Ergebnis nimmt die Anzahl von Malen, dass der Bereich RC3, welcher in der 4 gezeigt ist, verursacht wird und Kältemittel von dem Kühlmittelkreislauf 8 zu dem Reservetank 9 strömt, ab und der innere Druck des Kühlmittelkreislaufs 8 wird hoch werden.
-
In diesem Fall wird der innere Druck in dem Kühlmittelkreislauf 8 gleichermaßen wie in einem Fall unter Druck gesetzt, dass das Reservetankeinlassventil 10 die Charakteristik aufweist, dass Kühlmittel kaum von dem Kühlmittelkreislauf 8 zu dem Reservetank 9 strömt, verwendet wird. Da jedoch Kühlmittel kaum von dem Kühlmittelkreislauf 8 zu dem Reservetank 9 strömt, nimmt die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 zu, die Kühlmitteltemperatur nimmt zu und der innere Druck des Kühlmittelkreislaufs 8 wird extrem hoch werden. Im Ergebnis wird die Abnormalität, zum Beispiel die Beschädigung des Rohres aufgrund einer Kapazität, einem Druck zu widerstehen, verursacht.
-
Die Charakteristik Pc1 des inneren Drucks Pc, welche durch eine gestrichelte Linie in der 2 gezeigt ist, zeigt eine Eigenschaft, dass der innere Druck Pc sprunghaft ansteigt, wenn die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 zunimmt. Das Reservetankeinlassventil 10, welches die Charakteristik Pc1 aufweist, wird vermieden werden, verwendet zu werden, da der innere Druck des Kühlmittelkreislaufs 8 zu hoch wird und die Abnormalität, zum Beispiel die Beschädigung des Rohres aufgrund einer Kapazität, einem Druck zu widerstehen, verursacht wird.
-
Die Charakteristik Pc2 des inneren Drucks Pc, welche durch eine mit einem Punkt gestrichelte Linie in der 2 gezeigt ist, zeigt eine Eigenschaft, dass der innere Druck Pc festgelegt ist, zum Beispiel auf den Zwischenwert Pc2 zwischen dem Auslassdruck der Kühlmittelpumpe 1 und dem Druck an dem Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 in dem Zeitpunkt eines Betriebs der Kühlmittelpumpe 1, selbst wenn die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 zunimmt.
-
Für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es zweckdienlich, das Reservetankeinlassventil 10 zu verwenden, welches eine vorherbestimmte Charakteristik aufweist, und das Reservetankeinlassventil 10 an einer näheren Position zu der Saugseite der Kühlmittelpumpe 1 zu einem gewissen Ausmaß anzuordnen als der Position in dem Kältekreislauf 8, an welcher der innere Druck Pc der Zwischenwert Pc2 wird. Der Zwischenwert Pc2 liegt zwischen dem Auslassdruck der Kühlmittelpumpe 1 und dem Druck an dem Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 in dem Zeitpunkt des Betriebs der Kühlmittelpumpe 1, derart, dass der innere Druck Pc als die Charakteristik Pc3 nach unten hängt.
-
Das heißt, der innere Druck Pc nimmt ab aufgrund einer Zunahme der Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 als die Charakteristik Pc3 des inneren Drucks Pc im Verhältnis zu einer Variierung der Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1. Durch ein derartiges Auswählen des Reservetankeinlassventils 10 wird die Abnormalität, zum Beispiel die Beschädigung des Rohres aufgrund einer Kapazität zum Widerstehen eines Drucks, nicht verursacht aufgrund einer zu starken Zunahme des inneren Drucks in dem Kühlmittelkreislauf 8, selbst wenn die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 zunimmt, eine Umgebungstemperatur sich ändert und eine erzeugte Wärme, welche durch die Wärmequelle 2 erzeugt wird, geändert wird.
-
Eine Abnormalität eines Auftretens der Kavitation wird jedoch nicht eingeschränkt. Daher weist die Wärmequellenkühlvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Fortsetzungsteil eines Kühlmittelpumpenbetriebs auf, welcher die Kühlmittelpumpe 1 dazu bringt, ein Rotieren derart fortzusetzen, dass das Kühlmittel gekühlt wird, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu einer vorherbestimmten Temperatur unabhängig davon, ob das Fahrzeug fährt oder ob ein Fahren angehalten wird, wenn eine Wärmemenge, welche von der Wärmequelle 2 zu dem Kühlmittel geliefert wird, niedriger ist als eine vorherbestimmte Wärmemenge und wenn eine erforderliche Auslassmenge der Kühlmittelpumpe 1 Null ist in einem Fall, dass die Kühlmitteltemperatur eine vorherbestimmte Temperatur überschreitet. Der Fortsetzungsteil eines Kühlmittelpumpenbetriebs wird unten beschrieben werden.
-
Wie es in der 6 gezeigt ist, wird, wenn eine Steuerung der vorliegenden Erfindung gestartet wird, beim Schritt S61 eine Erzeugung eines elektrischen Stroms, der durch eine Brennstoffzelle erzeugt wird, als die Wärmequelle 2 bestimmt, ob die Erzeugung elektrischen Stroms geringer ist als eine vorherbestimmte Menge. Obwohl die Erzeugung des elektrischen Stroms eine letztendliche Menge einer Stromerzeugung sein kann oder eine erforderliche Menge der Stromerzeugung sein kann, ist die Erzeugung eines elektrischen Stroms bei der ersten Ausführungsform als die letztendliche Menge der Erzeugung des elektrischen Stroms gezeigt. Das heißt, die Erzeugung des elektrischen Stroms, welche durch den Stromsensor und/oder einen Spannungssensor in dem Brennstoffzellensensor 3 erfasst wird, wird bestimmt, ob die Erzeugung elektrischen Stroms praktisch Null ist oder nicht.
-
Das heißt, die Erzeugung eines elektrischen Stroms wird bestimmt, praktisch Null zu sein, wenn ein Ausgangsstrom von der Brennstoffzelle oder eine Ausgangsspannung von der Brennstoffzelle, welche durch den Brennstoffzellensensor 3 erfasst werden, Null ist oder bestimmt wird Null zu sein.
-
Wenn die Erzeugung eines elektrischen Stroms bestimmt wird, nicht praktisch Null zu sein, endet die Steuerung. Wenn die Erzeugung eines elektrischen Stroms bestimmt wird, praktisch Null zu sein, wird im Schritt 562 bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur, welche durch einen Temperatursensor in dem Brennstoffzellensensor 3 erfasst wird, höher ist als 85°C oder nicht.
-
Wenn die Kühlmitteltemperatur, welche durch den Temperatursensor erfasst wird, höher ist als 85°C, wird die elektrische Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht, fortgesetzt betrieben zu werden, beim Schritt S63. Ein Steuerbetrieb beim Schritt S63 kann ein Beispiel des Fortsetzungsteils eines Kühlmittelpumpenbetriebs sein. Anschließend fährt ein Prozess zu dem Schritt S64 fort und ein elektrischer Lüfter 11, welcher Luft zu dem Kühler 6 bläst, wird gedreht.
-
Während die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht wird, fortgesetzt zu drehen bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur, lässt die Kühlmittelpumpe 1 Kühlmittel mit einer Auslasskapazität aus, die höher ist als oder gleich ist zu 50% einer maximalen Auslasskapazität der Kühlmittelpumpe 1. Dementsprechend kann eine Zeit, welche zum Kühlen des Kühlmittels erforderlich ist bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur, verkürzt werden.
-
Des Weiteren liefert, während die Kühlmittelpumpe 1 fortgesetzt derart gedreht wird, dass das Kühlmittel gekühlt wird bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur, das Schaltventil 4, welches in der 1 gezeigt ist, mindestens einen Teil des Kühlmittels in Richtung zu dem Kühler 6. Dementsprechend wird das Kühlmittel durch ein Verwenden des Kühlers 6 unverzüglich gekühlt.
-
Während die Kühlmittelpumpe 1 derart fortgesetzt gedreht wird, dass das Kühlmittel gekühlt wird bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur, kann die Zeit, welche zum Kühlen des Kühlmittels benötigt wird bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur verkürzt werden, da der elektrische Lüfter betrieben wird und der Kühler 6 durch eine Kühlluft gekühlt wird.
-
Wenn des Weiteren die Kühlmitteltemperatur abnimmt, um niedriger zu sein oder gleich zu sein zu 85°C während die Erzeugung von elektrischem Strom der Brennstoffzelle 2 Null ist, fährt der Prozess mit dem Schritt S65 fort und es wird der elektrischen Kühlmittelpumpe 1 erlaubt, gestoppt zu werden. Dementsprechend wird die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht, so lange betrieben zu werden, wie die Kühlmittelpumpe 1 nicht erforderlich ist, für andere Steuerungen (einschließlich einer hier nachfolgend beschriebenen Steuerung) betrieben zu werden, zum Beispiel einer Steuerung einer Fahrzeugklimaanlage, welche Luft in einer Fahrgastzelle klimatisiert. Anschließend wird ein Rotierenlassen des elektrischen Lüfters 11 beim Schritt 66 gestoppt.
-
Ein Steuermodus, wie zum Beispiel eine Temperaturzunahmesteuerung, um eine Temperatur des Brennstoffzellenstapels in der Brennstoffzelle 2 an einem Ansteigen zu hindern, oder eine Ionensammelsteuerung, um einen Ionenkonzentration in einem Kühlmittel zu reduzieren, ist bei den anderen Steuerungen umfasst. Wenn solche Steuermodi ausgeführt werden, kann eine Kühlmittelmenge erforderlich sein, welche größer ist als die für die Erzeugung eines elektrischen Stroms erforderliche Menge.
-
In der 7 wird als erstes eine Steuerung eines Vergleichsbeispiels ohne ein Verwenden des Fortsetzungsteils eines Kühlmittelpumpenbetriebs unter einer Bezugnahme auf die linke Seite der 7 beschrieben werden. Gleichzeitig wird eine Leistungsabbildung in der 8 mit den gleichen Bezugszeichen (A)–(L) und ähnlichem entsprechend zu der 7 beschrieben werden. In der 8 sind die vertikalen Achsen eine Skala der Drehzahl (d. h. der W/P-Drehzahl) der Kühlmittelpumpe 1, eine Skala der Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittelkreislauf 8, eine Skala des inneren Drucks Pc und eine Skala des saugseitigen Drucks Pin. Die horizontale Achse ist eine Zeitskala.
-
Wenn die Kühlmitteltemperatur (A) zunimmt, nimmt ein innerer Druck in dem Kühlmittelkreislauf 8, in anderen Worten ein Systemdruck (d. h. der innere Druck Pc) zu (B). Sodann ist eine Kühlmittelmenge erforderlich in Abhängigkeit von einer Wärmemenge, welche aufgrund der Erzeugung eines elektrischen Stroms erzeugt wird, der durch den Brennstoffzellenstapel in der Brennstoffzelle 2 erzeugt wird, derart, dass eine Temperaturdifferenz zwischen einem Einlass der Brennstoffzelle (2) und einem Auslass der Brennstoffzelle (2) geringer gehalten wird als ein vorherbestimmter Wert (z. B. 7–10°C) und die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 nimmt zu (C).
-
Wenn die Kühlmitteltemperatur ansteigend gehalten wird (D), stellt das rotierende Ventil (R/V), welches das Schaltventil 4 ausbildet, den Durchlass derart ein, dass Kühlmittel in Richtung zu dem Kühler 6 strömt, während das rotierende Ventil Kühlmittel dazu bringt, zu dem Bypassdurchlass 5 zu strömen (E). Wenn die Kühlmitteltemperatur immer noch ansteigt (F) erreicht der innere Druck Pc an dem Reservetankeinlassventil 10 den Verschlussöffnungsdruck, welcher in der 4 (J) gezeigt ist und gelangt in einen Steuerungsbereich des Bereichs RC3.
-
Im Ergebnis strömt Kühlmittel durch das Rohr 15 von dem Kühlmittelkreislauf 8 zu dem Reservetank 9 und strömt in den Reservetank (R/T) 9 (K). Die Kühlmitteltemperatur nimmt dementsprechend zu und der innere Druck Pc wird stabil werden.
-
In solch einem Fall wird, wenn ein Fahrer einen Fahrzeugbetriebsschlüssel (d. h. einen Zündschlüssel) ausschaltet, zum Beispiel um eine Pause während einem Fahren eines Bergweges zu machen, ein Zustand hervorgerufen, dass die Erzeugung eines elektrischen Stroms Null wird (L), da die Brennstoffzelle als der Erzeuger einer Antriebsenergie und auch als die Wärmequelle 2 für das Brennstoffzellenfahrzeug in einem Betrieb gestoppt wird. Der obige Ablauf von Zuständen ist der gleiche zwischen dem Vergleichsbeispiel und der ersten Ausführungsform.
-
Der Zustand (L), dass die Brennstoffzelle (2) in ihrem Betrieb gestoppt wird und dass die Erzeugung von elektrischem Strom Null wird, ist nicht darauf beschränkt, hervorgerufen zu werden, wenn das Fahrzeug beim Fahren anhält. Ein anderer Zustand, dass die Brennstoffzelle (2) in ihrem Betrieb gestoppt wird und die Erzeugung von elektrischem Strom Null wird, ist zum Beispiel (i) ein Zustand, dass das Fahrzeug bei einer hohen Last und einer hohen Geschwindigkeit (z. B. 160 km/h) fahrt und (ii) ein Zustand, dass eine Beschleunigung derart abgestellt ist, dass die Beschleunigung von einem Betrieb abgebaut wird, um eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, oder dass das Fahrzeug bergab fährt, nach einem Fahren unter einer Bedingung, dass die Außentemperatur hoch ist, wie zum Beispiel bei 40°C.
-
Wenn die Brennstoffzelle (2) in ihrem Betrieb gestoppt wird und wenn die Erzeugung von elektrischem Strom Null wird, verringert die Kühlmittelpumpe 1 die Leistung oder wird gestoppt (M). Der innere Druck Pc an dem Reservetankventil 10 nimmt dementsprechend aufgrund eines Druckausgleichs zu. Im Ergebnis wird der Steuerbereich wieder in den Bereich RC3, welcher in der 4 gezeigt ist, gehen und Kühlmittel strömt in dem Rohr 15 von dem Kühlmittelkreislauf 8 zu dem Reservetank 9. Dementsprechend strömt das Kühlmittel in den Reservetank 9 und der innere Druck Pc wird stabil werden. Eine Menge des Kühlmittels, welches in den Reservetank 9 strömt, wird hier im Folgenden als eine Strömungsmenge Q1 (N) bezeichnet werden.
-
Ein Fahrer, der unter den obigen Zuständen das Pausemachen beendet hat, bringt die Brennstoffzelle (2) zum Neustarten und die Erzeugung von elektrischem Strom nimmt zu (O). Dementsprechend wird die Kühlmittelpumpe 1, die gestoppt ist, wieder neu gestartet, um betrieben zu werden und die Drehzahl nimmt zu. In diesem Fall wird die Kühlmitteltemperatur auf 95°C gehalten (P). Durch ein Neustarten der Kühlmittelpumpe 1, um betrieben zu werden, nimmt ein Druck an einer Seite eines Sauganschlusses der Kühlmittelpumpe 1 ab und auch der innere Druck Pc nimmt ab. Eine Verringerungsrate des inneren Drucks Pc in diesem Zeitpunkt wird als eine Druckverringerungsrate P1(Q) bezeichnet werden. Dementsprechend wird, während der Saugdruck der Kühlmittelpumpe 1 sich verringert (R), die Kavitation um den Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 herum auftreten (S).
-
Auf der anderen Seite wird, obwohl das extremste Beispiel eines Zustands, dass eine erforderliche Kühlmittelmenge abnimmt, in der ersten Ausführungsform ein Zustand, dass das Fahrzeug gestoppt wird, eine Steuerung, dass die Kühlmittelmenge der Kühlmittelpumpe 1 nicht abnimmt, ausgeführt, wenn die Kühlmitteltemperatur höher ist als ein vorherbestimmter Wert in einem Fall, in welchem Kühlmittel aufgrund von anderen verschiedenen Anforderungen abnimmt. Dementsprechend wird, wenn die Erzeugung von elektrischem Strom praktisch Null ist (L) im Schritt S62 in der 6 bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur, welche durch den Temperatursensor erfasst wird, höher ist als 85°C oder nicht.
-
Wenn die Kühlmitteltemperatur, welche durch den Temperatursensor erfasst wird, höher ist als 85°C, wird die elektrische Kühlmittelpumpe 1 im Schritt S63 fortgesetzt arbeiten gelassen (d. h. führt eine zwangsweise Kühlung aus) (T). Der Prozess fährt mit dem Schritt S64 fort und betreibt den elektrischen Lüfter 11, welcher Luft zu dem Kühler 6 bläst.
-
Wenn die Kühlmitteltemperatur abnimmt, um niedriger zu sein als oder gleich zu sein zu 85°C während die Erzeugung von elektrischem Strom der Brennstoffzelle (2) Null ist, fährt der Prozess mit dem Schritt S65 fort, wie es in der 6 gezeigt ist, und erlaubt es der elektrischen Kühlmittelpumpe 1, ihren Betrieb zu stoppen. Die Kühlmittelpumpe 1 stoppt somit ihren Betrieb so lange wie eine andere Steuerung nicht die Kühlmittelpumpe 1 erfordert, betrieben zu werden. Anschließend wird beim Schritt S66 der elektrische Lüfter 11 an seinem Rotieren gestoppt.
-
Daher wird, wie es auf einer rechten Seite der 7 und der 9 gezeigt ist, zum Beispiel wenn die Kühlmitteltemperatur 95°C ist, die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht, fortgesetzt zu drehen bis die Kühlmitteltemperatur sich auf 85°C verringert (T). Durch ein Verringern der Kühlmitteltemperatur auf 85°C nimmt der Systemdruck in einem Kühlmittelrohr ab (d. h. der innere Druck Pc nimmt ab) (U).
-
Während die Kühlmitteltemperatur abnimmt, wird die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 gesteuert, um abzunehmen (Ma). Wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu 85°C, wird die Kühlmittelpumpe 1 grundsätzlich in ihrem Betrieb gestoppt, so wie beim Schritt S65 in der 6.
-
Durch ein Verringern der Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 oder ein Stoppen der Leistung der Kühlmittelpumpe 1 erhöhen sich der Druck Pin an der Saugseite der Kühlmittelpumpe 1 und der innere Druck Pc wieder aufgrund des Druckausgleichs in der Kühlmittelkreislauf 8. Der Steuerbereich gelangt dementsprechend in den Bereich RC3, welcher in der 4 gezeigt ist, und Kühlmittel strömt in dem Rohr 15 von dem Kühlmittelkreislauf 8 zu dem Reservetank 9 und strömt in den Reservetank 9. Eine Strömungsmenge von Kühlmittel, welches in den Reservetank 9 in diesem Zeitpunkt strömt, wird als die Strömungsmenge Q2 bezeichnet werden. Die Strömungsmenge Q2 ist geringer als die Strömungsmenge Q1 (Q2 < Q1) (Na). Der Grund hierfür ist, dass eine Wiederzunahmerate des inneren Drucks Pc aufgrund einer Verringerung einer Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 langsamer und kleiner wird, da die Kühlmitteltemperatur aufgrund der zwangsweisen Kühlung abnimmt (T) und der innere Druck Pc verringert worden ist.
-
Der Fahrer, welcher das Pausemachen bei dem obigen Zustand beendet hat, startet die Brennstoffzelle (2) um betrieben zu werden und die Erzeugung von elektrischem Strom nimmt zu (O). Die Kühlmittelpumpe, welche gestoppt worden ist, wird dementsprechend gestartet und die Drehzahl nimmt zu. Des Weiteren steigt die Kühlmitteltemperatur schnell an von 85°C auf 95°C (Pa) durch ein Wiederstarten der Brennstoffzelle (2), um betrieben zu werden. Während die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1 zunimmt, nimmt der Druck an dem Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 ab (Ra) und der innere Druck Pc nimmt ab. Eine Druckverringerungsrate P2 in diesem Zeitpunkt ist gleich zu der Druckverringerungsrate P1 des Vergleichsbeispiels (Qa).
-
Des Weiteren ist hinsichtlich eines Kühlmittelgewichts, welches in dem Kühlmittelkreislauf 8 verbleibt (außer für in dem Reservetank 9), das Kühlmittelgewicht der ersten Ausführungsform schwerer als das Kühlmittelgewicht des Vergleichsbeispiels aufgrund der obigen Beziehung von Q2 < Q1. In anderen Worten wird eine Kühlmitteldichte hoch werden aufgrund der zwangsweisen Kühlung (T) und der Systemdruck (d. h. der innere Druck Pc) wird auf einem hohen Druckzustand ausgeglichen, wenn die Kühlmitteltemperatur zunimmt, nachdem die Brennstoffzelle (2) gestartet wird, betrieben zu werden (Pa). Dementsprechend wird der Druck an dem Saugteil der Kühlmittelpumpe 1 hoch werden und das Auftreten der Kavitation kann beschränkt werden (Sa).
-
Im Folgenden werden hier Wirkungen gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben werden. Entsprechend zu der ersten Ausführungsform ist die Wärmequelle 2 der Erzeuger einer Antriebsenergie, welcher in seinem Betrieb gestoppt werden kann, selbst wenn das Fahrzeug beim Fahren ist, und der Fortsetzungsteil eines Kühlmittelpumpenbetriebs (S63) bringt die Kühlmittelpumpe 1 zu einem Stoppen der Drehung nachdem die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht wird, fortgesetzt zu drehen, während dem Fahren des Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug wird, bei welchem der Erzeuger einer Antriebsenergie in seinem Betrieb gestoppt werden kann, selbst wenn das Fahrzeug beim Fahren ist, eine Fahrleistung des Fahrzeugs dementsprechend nicht verringert und ein weicher Beschleunigungsbetrieb wird ausgeführt, da eine Verringerung einer Energieerzeugungseffizienz eines Erzeugers einer Antriebsenergie aufgrund der Kavitation, welche beim Fahren des Fahrzeugs verursacht wird, beschränkt wird.
-
Das Fahrzeug ist das Brennstoffzellenfahrzeug, bei welchem die Wärmequelle 2 mit der Brennstoffzelle versehen ist. Während dem Fahren des Fahrzeugs wird die Kältemittelpumpe 1 zu einem Stoppen des Drehens gebracht, nachdem sie zum fortgesetzten Drehen gebracht wird, nur wenn die Brennstoffzelle, welche die Wärmequelle 2 ausbildet, daran gestoppt wird, elektrischen Strom zu erzeugen.
-
Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug wird dementsprechend das Auftreten der Kavitation in der Kühlmittelpumpe 1 in dem Zeitpunkt beschränkt, dass die Brennstoffzelle wieder startet, elektrischen Strom zu erzeugen, nachdem sie gestoppt wurde, elektrischen Strom zu erzeugen, selbst wenn das Brennstoffzellenfahrzeug am Fahren ist. Das Brennstoffzellenfahrzeug oder das Hybridfahrzeug können somit mit einer hohen Effizienz gefahren werden.
-
Die Wärmequelle 2 ist insbesondere mit der Brennstoffzelle versehen. Eine Wärme, welche an der Brennstoffzelle erzeugt wird, wird dementsprechend nicht zu einem Abgas übertragen, im Vergleich zu einem Fall, dass eine Wärme an dem Motor (d. h. einer Brennkraftmaschine) erzeugt wird. Im Ergebnis ist, wenn eine gesamte Menge von Wärme, welche an der Brennstoffzelle erzeugt wird, geringer ist als eine gesamte Menge an Wärme, welche an dem Motor erzeugt wird, eine Abstrahlungsmenge der Menge, die an der Brennstoffzelle erzeugt wird und durch das Kühlmittel übertragen wird, größer als eine Abstrahlungsmenge der Wärme, die an dem Motor erzeugt wird und durch das Kühlmittel übertragen wird. Daher ist eine Kühlleistung unter Verwenden eines Kühlmittels sehr wichtig. Des Weiteren beeinträchtigt eine Stabilisierung der Kühlmittelsteuerung stark eine Leistungseffizienz der Brennstoffzelle. Bei solch einem Zustand gibt es große Effizienzen, mit welchem das Auftreten der Kavitation in der Kühlmittelpumpe 1 beschränkt werden kann, die Wärmequelle 2 stabil gekühlt werden kann und die Wärmequelle 2 kann effektiv funktionieren.
-
Der Fortsetzungsteil eines Kühlmittelpumpenbetriebs (S63) bringt die Kühlmittelpumpe 1 zu einem Stoppen des Drehens nachdem es die Kühlmittelpumpe 1 dazu bringt, fortgesetzt zu drehen, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur während dem Fahren des Fahrzeugs, wenn die Kühlmitteltemperatur höher ist als die vorherbestimmte Temperatur, in einem Fall, dass die Wärmemenge, welche zu dem Kühlmittel von der Wärmequelle 2 geliefert wird, auf eine vorherbestimmte Wärmemenge reduziert ist.
-
Der Fortsetzungsteil eines Kühlmittelpumpenbetriebs (S63) bringt dementsprechend die Kühlmittelpumpe 1 zu einem Stoppen eines Drehens nachdem es die Kühlmittelpumpe 1 dazu bringt, fortgesetzt gedreht zu sein, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur bei einem Fahren des Fahrzeugs, in welchem die Wärmemenge, welche an das Kühlmittel von dem Erzeuger 2 einer Antriebsenergie geliefert wird, auf die vorherbestimmte Wärmemenge reduziert ist. Im Ergebnis wird der Druck an dem Sauganschluss der Kühlmittelpumpe 1 darin beschränkt abzunehmen, wenn der Erzeuger 2 einer Antriebsenergie wieder gestartet wird, betrieben zu werden und wenn die Drehung der Kühlmittelpumpe 1 wieder neu gestartet wird. Das Auftreten der Kavitation kann dementsprechend in der Kühlmittelpumpe 1 beschränkt werden. Durch ein Beschränken des Auftretens der Kavitation kann die Wärmequelle 2 stabil gekühlt werden und der Erzeuger einer Antriebsenergie (d. h. die Wärmequelle) 2 kann effektiv arbeiten.
-
Der obige Fall, dass die Wärmemenge, welche zu dem Kühlmittel von der Wärmequelle 2 geliefert wird, auf die vorherbestimmte Wärmemenge reduziert wird, ist in anderen Worten ein Fall, dass eine erforderliche Erzeugung von elektrischem Strom, der durch die Brennstoffzelle erzeugt wird, welche die Wärmequelle 2 ausbildet, niedriger wird als oder gleich wird zu einem vorherbestimmten Wert. Wenn dementsprechend die Kühlmitteltemperatur höher wird als die vorherbestimmte Temperatur und wenn die erforderliche Erzeugung von elektrischem Strom der Brennstoffzelle (2) niedriger wird als oder gleich wird zu dem vorherbestimmten Wert, wird die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht, das Drehen zu stoppen, nachdem sie dazu gebracht wird, fortgesetzt zu drehen, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur, selbst wenn das Fahrzeug am Fahren ist. Im Ergebnis kann das Auftreten der Kavitation beschränkt werden.
-
Ein Fall, dass die Wärmemenge, welche von der Wärmequelle 2 zu dem Kühlmittel geliefert wird, auf eine Wärmemenge reduziert wird, die niedriger ist als oder gleich ist zu der vorherbestimmten Wärmemenge, ist in anderen Worten ein Fall, dass eine erforderliche Ausgabe für die Brennstoffzelle, welche die Wärmequelle 2 ausbildet, zu Null wird oder einem Fall, dass die erforderliche Ausgabe bestimmt wird, Null zu sein. Dementsprechend wird, wenn die erforderliche Ausgabe für die Brennstoffzelle Null wird oder bestimmt wird Null zu sein, ohne Berücksichtigung, ob das Fahrzeug am Fahren ist oder ein Fahren gestoppt ist in einem Fall, dass die Kühlmitteltemperatur die vorherbestimmte Temperatur überschreitet, die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht, fortgesetzt zu drehen, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur und dann wird die Kühlmittelpumpe an einem Drehen gestoppt. Das Auftreten der Kavitation kann dementsprechend beschränkt werden.
-
Der Fall, dass die Wärmemenge, welche von der Wärmequelle 2 zu dem Kühlmittel geliefert wird, auf eine Wärmemenge reduziert ist, die niedriger ist als oder gleich ist zu der vorherbestimmten Wärmemenge, ist in anderen Worten ein Fall, dass die Wärmequelle 2 die Brennstoffzelle ist und dass ein Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung, welche durch den Brennstoffzellensensor 3 erfasst wird, welche den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung von der Brennstoffzelle erfasst, Null werden oder bestimmt werden, Null zu sein.
-
Wenn dementsprechend die Wärmequelle 2 die Brennstoffzelle ist und wenn der Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung von der Brennstoffzelle, welche durch den Brennstoffzellensensor 3 erfasst werden, Null wird oder bestimmt wird, Null zu sein, wird die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht, fortgesetzt zu drehen, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur, und dann wird die Drehung der Kühlmittelpumpe gestoppt, selbst während das Fahrzeug am Fahren ist.
-
Der elektrische Lüfter 11 wird zum Blasen von Kühlluft zu dem Kühler 6 derart verwendet, dass der Kühler 6 durch die Kühlluft durch ein Betreiben des elektrischen Lüfters 11 gekühlt wird, während der Fortsetzungsteil (S63) eines Kühlmittelpumpenbetriebs die Kühlmittelpumpe 1 fortgesetzt dreht.
-
Dementsprechend kann eine Zeit, welche zum Kühlen des Kühlmittels derart erforderlich ist, dass die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur, verkürzt werden, da der Kühler 6 durch die Kühlluft durch ein Betreiben des elektrischen Lüfters 11 gekühlt wird, während die Kühlmittelpumpe 1 fortgesetzt derart dreht, dass das Kühlmittel gekühlt wird, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur.
-
Während das Fortsetzungsteil (S63) eines Kühlmittelpumpenbetriebs die Kühlmittelpumpe 1 dazu bringt, fortgesetzt zu drehen, lässt die Kühlmittelpumpe 1 Kühlmittel mit einer Auslasskapazität aus, welche höher ist als oder gleich ist zu 50% der maximalen Auslasskapazität der Kühlmittelpumpe 1.
-
Dementsprechend kann die Zeit, welche zum Kühlen des Kühlmittels erforderlich ist, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger ist als oder gleich ist zu der vorherbestimmten Temperatur, verkürzt werden, da die Kühlmittelpumpe 1 Kühlmittel mit einer Auslasskapazität auslässt, welche höher ist als oder gleich ist zu 50% der maximalen Auslasskapazität der Kühlmittelpumpe 1 während die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht wird, fortgesetzt derart zu drehen, dass das Kühlmittel gekühlt wird bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur.
-
Der Bypassdurchlass 5 ist vorgesehen, um den Kühler 6 zu umgehen, und das Schaltventil 4 schaltet zwischen dem Bypassdurchlass 5 und dem Durchlass, welcher das Kühlmittel dazu bringt, zwischen der Wärmequelle 2 und dem Kühler 6 zu strömen. Das Schaltventil 4 trägt dementsprechend dazu bei, die Kühlmitteltemperatur zu stabilisieren, da das Schaltventil 4 das Kühlmittel dazu bringen kann, in den Bypassdurchlass 5 zu strömen, welcher den Kühler 6 umgeht, oder in den Kühler 6.
-
Das Reservetankeinlassventil 10 ist in dem Kühler 6 angeordnet, welcher näher zu der Saugseite der Kühlmittelpumpe 1 angeordnet ist als das Schaltventil 4. Das Reservetankeinlassventil 10 kann somit leicht als der Kühlerverschluss vorgesehen werden.
-
Das Schaltventil 4 bringt mindestens einen Teil von Kühlmittel dazu, in Richtung zu dem Kühler 6 zu strömen, während der Fortsetzungsteil (S63) eines Kühlmittelpumpenbetriebs die Kühlmittelpumpe 1 dazu bringt, fortgesetzt zu drehen. Dementsprechend kann das Kühlmittel unverzüglich durch Verwenden des Kühlers 6 gekühlt werden, selbst wenn es den Bypassdurchlass 5 gibt.
-
Zweite Ausführungsform
-
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hier im Folgenden beschrieben werden. Bei den nachfolgenden Ausführungsformen kann ein Teil, welcher einem Umstand entspricht, der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und eine redundante Erläuterung für den Teil kann weggelassen werden. Eine verschiedene Ausgestaltung und ein verschiedenes Merkmal, welche von denjenigen der ersten Ausführungsform verschieden sind, werden beschrieben werden.
-
Bei der ersten Ausführungsform wird, wenn die Erzeugung eines elektrischen Stroms, der durch die Brennstoffzelle erzeugt wird, festgestellt wird, praktisch Null zu sein oder Null zu sein, die Kühlmittelpumpe 1 fortgesetzt derart gedreht, dass das Kühlmittel gekühlt wird, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur und sodann wird die Kühlmittelpumpe an einem Drehen gestoppt. Gemäß der zweiten Ausführungsform jedoch wird bestimmt, ob ein Betrieb einer Beschleunigung an ist oder aus ist während eine Fahrtgeschwindigkeit des Brennstoffzellenfahrzeugs abnimmt oder während das Brennstoffzellenfahrzeug sich in einem regulären Fahrtzustand befindet, durch den nachfolgenden Schritt S101, wie es in der 10 gezeigt ist. Wenn der Betrieb einer Beschleunigung aus ist, wird die erforderliche Erzeugung eines elektrischen Stroms oder die erforderliche Ausgabe für die Brennstoffzelle 2 bestimmt, Null zu sein.
-
Wenn die Fahrgeschwindigkeit des Brennstoffzellenfahrzeugs abnimmt oder wenn der Betrieb der Beschleunigung aus ist während eines normalen Fahrtzustandes, wird die erforderliche Erzeugung eines elektrischen Stroms bestimmt, praktisch Null zu sein. Wenn bei dem Schritt S102 die Kühlmitteltemperatur bestimmt wird, die vorherbestimmte Temperatur zu überschreiten, wird die Kühlmittelpumpe 1 im Schritt S103 fortgesetzt gedreht. Das heißt, ein Steuerungsbetrieb im Schritt S103 kann als ein Beispiel eines Fortsetzungsteils eines Kühlmittelpumpenbetriebs ausgeführt werden. Andere Schritte S104, S105 und S106 sind die gleichen wie die entsprechenden Schritte bei der 6.
-
Wirkungen der zweiten Ausführungsform werden hier nachfolgend beschrieben werden. Der Fall, dass die Wärmemenge, welche von der Wärmequelle 2 zu dem Kühlmittel geliefert wird, auf die vorherbestimmte Wärmemenge reduziert ist, ist in anderen Worten ein Fall, dass der Beschleunigungsbetrieb für eine Beschleunigung des Brennstoffzellenfahrzeugs aus ist oder ein Fall, dass die erforderliche Erzeugung eines elektrischen Stroms der Brennstoffzelle, welche die Wärmequelle 2 ausbildet, niedriger wird als oder gleich wird zu dem vorherbestimmten Wert.
-
Wenn dementsprechend der Beschleunigungsbetrieb für ein Beschleunigen des Brennstoffzellenfahrzeugs aus ist oder wenn die erforderliche Erzeugung eines elektrischen Stroms der Brennstoffzelle (2) niedriger wird als oder gleich wird zu dem vorherbestimmten Wert in einem Fall, dass die Kühlmitteltemperatur die vorherbestimmte Temperatur überschreitet, wird die Kühlmittelpumpe 1 fortgesetzt derart gedreht, dass das Kühlmittel gekühlt wird bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu dem vorherbestimmten Wert und dann kann die Kühlmittelpumpe 1 an einem Drehen gestoppt werden, selbst wenn das Fahrzeug am Fahren ist.
-
Der Fall, dass die Wärmemenge, welche von der Wärmequelle 2 zu dem Kühlmittel geliefert wird, auf eine Wärmemenge reduziert ist, die niedriger ist als oder gleich ist zu der vorherbestimmten Wärmemenge, ist in anderen Worten der Fall, dass die erforderliche Ausgabe für die Brennstoffzelle, welche die Wärmequelle 2 ausbildet, Null wird oder bestimmt wird, Null zu sein.
-
Dementsprechend wird, ohne Berücksichtigung ob das Fahrzeug am Fahren ist oder in seinem Fahren gestoppt ist, wenn die erforderliche Ausgabe für den Motor oder für die Brennstoffzelle (2) Null wird oder bestimmt wird, Null zu sein, in einem Fall, dass die Kühlmitteltemperatur die vorherbestimmte Temperatur überschreitet, die Kühlmittelpumpe 1 fortgesetzt derart gedreht, dass das Kühlmittel gekühlt wird, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur und dann kann die Kühlmittelpumpe 1 an einem Drehen gestoppt werden, selbst wenn das Fahrzeug am Fahren ist.
-
Dritte Ausführungsform
-
Im Folgenden wird hier eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Ein Merkmal, welches von den obigen Merkmalen der obigen Ausführungsformen verschieden ist, wird beschrieben werden. Bei der ersten Ausführungsform ist das Fahrzeug das Brennstoffzellenfahrzeug. Gemäß der dritten Ausführungsform ist das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug, welches durch einen Motor und einer Batterie angetrieben wird. Der Motor kann als ein Beispiel der Wärmequelle 2 verwendet werden.
-
Wenn der Motor des Hybridfahrzeugs automatisch gestoppt wird, wird die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht, an ihrem Drehen gestoppt zu sein, nachdem sie dazu gebracht wird, während dem Fahren des Fahrzeugs fortgesetzt zu drehen. Beim Schritt S111 in der 11 wird dementsprechend bestimmt, ob der Motor des Hybridfahrzeugs automatisch gestoppt ist oder nicht.
-
Dieser Umstand wird hier im Folgenden beschrieben werden. Bei dem Hybridfahrzeug, welches durch den Motor und die Batterie angetrieben wird, kann der Motor an einem Drehen gestoppt werden, selbst wenn das Hybridfahrzeug am Fahren ist. Es ist zum Beispiel ein Fall, dass die Fahrgeschwindigkeit abnimmt oder dass der Betrieb der Beschleunigung während dem normalen Fahrtzustand ausgeschaltet ist. In solch einem Fall kann durch ein Beschränken des Auftretens der Kavitation in der Kühlmittelpumpe 1 in dem Zeitpunkt eines Neustartens des Motors, um zu drehen, das Hybridfahrzeug mit einer hohen Effizienz angetrieben werden.
-
Wenn daher der Motor des Hybridfahrzeugs bestimmt wird, automatisch gestoppt zu sein, in dem Schritt S111 in der 11, ist eine Wärmemenge, welche von dem Motor geliefert wird, welcher als der Erzeuger der Antriebsenergie funktioniert, zu dem Kühlmittel auf die vorherbestimmte Wärmemenge reduziert. In solch einem Fall wird, wenn in dem Schritt S112 die Kühlmitteltemperatur bestimmt wird, 85°C zu überschreiten, die Kühlmittelpumpe 1 in dem Schritt S113 derart fortgesetzt gedreht, dass das Kühlmittel gekühlt wird bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur und dann wird die Kühlmittelpumpe 1 an einem Drehen gestoppt, ohne Berücksichtigung ob das Fahrzeug am Fahren ist oder an einem Fahren gestoppt ist. Das heißt, ein Steuerungsbetrieb beim Schritt S113 kann als ein Beispiel des Fortsetzungsteils eines Kühlmittelpumpenbetriebs verwendet werden.
-
Da des Weiteren die Kühlmittelpumpe 1 vom elektrischen Typ ist, beeinträchtigt eine Drehzahl des Motors 2 in einem Leerlaufzustand nicht die Kühlmittelpumpe 1 im Gegensatz zu einer Kühlmittelpumpe (d. h. einer mechanischen Pumpe), welche mechanisch durch den Motor (d. h. die Wärmequelle 2) betrieben wird. Wenn dementsprechend die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht wird, fortgesetzt gedreht zu werden, um die zwangsweise Kühlung auszuführen, wird die Kühlmittelpumpe 1 gedreht, um mit einer Auslasskapazität gedreht zu werden, welche höher ist als oder gleich ist zu 50% der maximalen Auslasskapazität der Kühlmittelpumpe 1 derart, dass die Kühlmitteltemperatur abnimmt und die Auslasskapazität abnimmt während die Kühlmitteltemperatur sich verringert. Die Schritte S114, S115 und S116 in der 11 sind die gleichen wie die entsprechenden Schritte in der 6.
-
Im Folgenden werden hier Wirkungen der dritten Ausführungsform beschrieben werden. Das Fahrzeug ist das Hybridfahrzeug, welches durch den Motor, welcher die Wärmequelle 2 ausbildet, und die Batterie angetrieben wird. Während dem Fahren des Fahrzeugs wird die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht, an einem Drehen gestoppt zu sein, nachdem sie dazu gebracht wird, fortgesetzt zu drehen, wenn der Motor, welcher die Wärmequelle 2 ausbildet, im Fahren des Fahrzeugs automatisch gestoppt wird.
-
Bei dem Hybridfahrzeug, welches durch den Motor und die Batterie angetrieben wird, kann dementsprechend das Auftreten der Kavitation in dem Zeitpunkt eines Neustartens des Motors zum Drehen beschränkt werden und das Hybridfahrzeug kann mit der hohen Effizienz angetrieben werden in dem Fall, dass der Motor automatisch stoppt während das Fahrzeug am Fahren ist.
-
Der Fortsetzungsteil (S113) eines Kühlmittelpumpenbetriebs bringt die Kühlmittelpumpe 1 zu einem Stoppen eines Drehens während dem Fahren des Fahrzeugs, nachdem er die Kühlmittelpumpe 1 dazu bringt, fortgesetzt gedreht zu werden, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur wenn die Wärmemenge, welche von dem Motor, welcher als die Wärmequelle 2 des Hybridfahrzeugs funktioniert, zu dem Kühlmittel geliefert wird, auf die vorherbestimmte Wärmemenge in dem Fall reduziert ist, dass die Kühlmitteltemperatur die vorherbestimmte Temperatur überschreitet.
-
Der Fortsetzungsteil (S113) des Kühlmittelpumpenbetriebs bringt somit die Kühlmittelpumpe 1 zu einem Stoppen eines Drehens, nachdem er die Kühlmittelpumpe 1 dazu bringt, fortgesetzt zu drehen, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur wenn die Wärmemenge, welche von dem Motor des Hybridfahrzeugs zu dem Kühlmittel geliefert wird, auf die vorherbestimmte Wärmemenge während dem Fahren des Fahrzeugs reduziert ist. Dementsprechend kann der Druck an dem Sauganschluss der Kühlmittelpumpe 1 in dem Zeitpunkt eines Neustartens des Motors und der Kühlmittelpumpe 1 zum Drehen, nachdem der Motor automatisch gestoppt wird, darin beschränkt werden, abzunehmen und das Auftreten der Kavitation in der Kühlmittelpumpe 1 kann beschränkt werden. Durch ein Beschränken des Auftretens der Kavitation kann der Motor auf stabile Art und Weise gekühlt werden und der Motor kann mit der hohen Effizienz arbeiten.
-
Der Fall, dass die Wärmemenge, welche von der Wärmequelle 2 an das Kühlmittel geliefert wird, auf niedriger als oder gleich zu der vorherbestimmten Wärmemenge reduziert ist, ist in anderen Worten der Fall, dass die erforderliche Ausgabe für den Motor, welcher die Wärmequelle 2 ausbildet, Null wird oder bestimmt wird, Null zu sein. Wenn dementsprechend die erforderliche Ausgabe für den Motor Null wird oder bestimmt wird, Null zu sein, ohne Berücksichtigung ob das Fahrzeug am Fahren ist oder an einem Fahren gestoppt ist in dem Fall, dass die Kühlmitteltemperatur die vorherbestimmte Temperatur überschreitet, wird die Kühlmittelpumpe 1 zu einem Stoppen eines Drehens gebracht, nachdem sie dazu gebracht wird, fortgesetzt zu drehen, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu der vorherbestimmten Temperatur während das Hybridfahrzeug am Fahren ist.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann modifiziert werden oder erweitert werden, wie folgt. Obwohl die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht wird, fortgesetzt zu drehen, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu 85°C gemäß der ersten Ausführungsform kann zum Beispiel die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht werden, fortgesetzt zu drehen bis die Kühlmitteltemperatur zu 85 ± 5°C (d. h. 80°C–90°C) wird. Das heißt, eine Vorrichtung, welche die Kühlmittelpumpe 1 dazu bringt, an einem Drehen gestoppt zu sein, bringt die Kühlmittelpumpe 1 zu einem Verringern der Drehzahl der Kühlmittelpumpe 1, nachdem die Kühlmittelpumpe 1 fortgesetzt gedreht wird, bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu 85 ± 5°C.
-
Dementsprechend kann, da die Kühlmittelpumpe 1 dazu gebracht wird, die Drehzahl zu reduzieren, nachdem sie dazu gebracht wird, fortgesetzt zu drehen bis die Kühlmitteltemperatur niedriger wird als oder gleich wird zu 85 ± 5°C, der innere Druck Pc des Kühlmittels verringert werden und eine Menge von Kühlmittel, welches in den Reservetank 9 strömt, kann reduziert werden. Im Ergebnis kann das Auftreten der Kavitation beschränkt werden.
